选修3-4 第十二章 机械波 章末小结 同步练习(word含答案)
文档属性
| 名称 | 选修3-4 第十二章 机械波 章末小结 同步练习(word含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 371.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-24 03:34:12 | ||
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文档简介
选修3-4 第十二章 机械波 章末小结 同步练习
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 下列关于纵波的说法中，正确的是
A. 在纵波中，波的传播方向就是质点的振动方向
B. 纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向在一条直线上
C. 纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直
D. 纵波也有波峰和波谷
2. 关于机械波，下列说法中正确的是
A. 波的传播过程就是介质中质点的迁移过程
B. 波的传播过程就是振动能量的传递过程
C. 波的传播方向就是质点振动的方向
D. 波的传播速度就是质点振动的速度
3. 如图所示，某个手机充电时打入电话，手机开始振动，频率为 ，发现在插座附近的充电线 位置也在振动，频率为 。则 和 的大小关系以及你判断的依据最合理的是
A. ，机械波的传播规律 B. ，机械波的传播规律
C. ，简谐运动的规律 D. ，简谐运动的规律
4. 图 是一列简谐横波在 时的波形图，已知 位置的质点比 位置的质点晚 起振，则图 所示振动图象对应的质点可能位于
A. B. C. D.
5. 一列简谐横波，在 时刻的波形如图甲所示，图乙为波中质点 的振动图象，则根据甲、乙两图判断不正确的是
A. 此时刻， 质点在平衡位置向下运动
B. 该波的传播速度为
C. 从 时刻起，经过时间 ，质点 通过的路程为
D. 在振动过程中， 、 的位移大小总是相等的
6. 渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在 时的波动图象如图 所示，图 为质点 的振动图象，则
A. 该波的波速为
B. 该波沿 轴负方向传播
C. 时间内，质点 沿 轴运动了
D. 时间内，质点 运动的路程为
7. 一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时，质点 的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是
A. 该横波沿 轴负方向传播
B. 质点 该时刻向 轴负方向运动
C. 质点 经半个周期将沿 轴正方向移动到 点
D. 该时刻质点 与 的速度、加速度都相同
8. 如图 所示，一根水平张紧的弹性长绳上有等间距的 、 、 、 、 质点，相邻两质点间距离为 。 时刻， 质点从平衡位置开始沿 轴正方向振动，并产生分别向左、向右传播的波， 质点振动图象如图 所示，当 点第一次达到正方向最大位移的时刻， 点刚开始振动，则
A. 、 两点距离为半个波长，因此它们的振动步调始终相反
B. 当 点振动第一次达到负向最大位移时， 质点通过的路程是
C. 当波在绳中传播时，绳中所有质点沿 轴移动的速度大小相等且保持不变
D. 若 质点振动加快，波的传播速度变大
9. 一列简谐横波在 时刻的波形如图中的实线所示， 时刻的波形如图中虚线所示。若该波的周期 大于 ，则该波的传播速度可能是
A. B. C. D.
10. 一简谐横波正在沿着 轴的正方向在弹性绳上传播，振源的周期为 ，波的振幅为 ，在 时刻的波形如图所示，则在 时
A. 质点 正处于波谷 B. 质点 正经过平衡位置向上运动
C. 质点 通过的总路程为 D. 质点 正处于波峰
二、填空题（共4小题；共22分）
11. 如图所示，一列简谐横波沿 轴传播，实线为 时的波形图，虚线为 时的波形图。若波沿 轴正方向传播，则其最大周期为 ；若波沿 轴负方向传播，则其传播的最小速度为 ；若波速为 ，则 时刻 质点的运动方向为 （选填“沿 轴正方向”或“沿 轴负方向”）。
12. 在 平面内有一列沿 轴正方向传播的简谐横波，波速为 ，振幅为 。 、 是平衡位置相距 的两个质点，如图所示。在 时， 通过其平衡位置沿 轴正方向运动， 位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于 。则该波的波长为 ；周期为 ；从 到 ，质点 向 （“上”或“下”）运动，其动能逐渐 （“增大”或“减小”）。
13. 如图所示，平衡位置处于坐标原点的波源 在 轴上振动，产生频率为 的简谐横波向 轴正、负两个方向传播，波速均为 ，平衡位置在 轴上的 、 两个质点随波源振动着， 、 的 坐标分别为 、 。当波源 位移为负且向 轴负方向运动时， 、 两质点的位移方向 ，速度方向 。（均选填“相同”或“相反”）
14. 一简谐横波在 时刻的波形如图中实线所示，质点 正在做减速运动，则波向 传播。若虚线为 时刻的波形图，且周期 ，则波速为 。
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 某物体发出的声音在空气中的波长为 ，波速为 ，在海水中的波长为 。
（1）该波的频率为 ，在海水中的波速为 。
（2）若物体在海面上发出声音后以 的速度由海面向海底运动，则每秒通过的路程与该声波在海水中的波长之比为多少 接收到的回声的频率与波源的频率相比，是增大了还是减小了
16. 如图所示，实线和虚线分别是沿 轴传播的一列简谐横波在 和 时刻的波形图。已知在 时刻， 处的质点向 轴正方向运动。
（1）判断该波的传播方向；
（2）求该波的最小频率；
（3）若 ，求该波的波速。
17. 如图所示，实线是一列沿 轴正方向传播的简谐横波在 时刻的波形曲线，虚线是这列简谐横波在 时刻的波形曲线，求：
（1） 处质点在一个周期内走过的路程 。
（2）波在一个周期内传播的距离 。
（3）波的波速 。
答案
第一部分
1. B
【解析】纵波中质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上，质点的振动方向与波的传播方向可能相同，也可能相反，故B正确，A、C错误；纵波没有波峰和波谷，只有密部和疏部，故D错误。
2. B
【解析】波传播过程中，质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项A错误；
波的传播过程就是振动能量的传递过程，选项B正确；
波的传播方向与质点振动的方向是两个不同的概念，选项C错误；
波的传播速度和质点振动的速度也是两个不同的概念，选项D错误。
3. B
【解析】手机是振源，振动沿着充电线向外传播形成机械波，机械波的频率等于振源的频率，故B正确，A、C、D错误。故选B。
4. C
【解析】 、 两位置的质点相距半个波长，且 位置的质点比 位置的质点晚 起振，说明波沿 轴正向传播且周期为 。由题图 可知 即 时，该质点位移为正并向下运动，故由题图 可判断出该质点可能位于 或 ，故只有C正确。
5. A
【解析】根据图乙可知， 时刻质点 在平衡位置向下运动，根据平移法可知，波向 轴负方向传播， 质点在平衡位置向上运动，A错误；该波的周期 ，波长 ，波速 ，B正确；从 时刻起，经过时间 ，即经过 ，质点 通过的路程为 ，C正确；因为 、 两质点的平衡位置相距半个波长，所以振动过程中两质点的位移大小总是相等的，D正确。
6. D
【解析】质点 的振动周期等于波的传播周期，则 ，故A错误。由 的振动图象可知， 时质点 正在向 轴正方向运动，根据“带动法”分析可知，该波沿 轴正方向传播，故B错误。质点 只能在其平衡位置上下振动，不会随波的传播而迁移，故C错误。质点 在 内运动的路程 ，故D正确。
7. B
【解析】质点 该时刻从平衡位置向 轴正方向运动，则该横波沿 轴正方向传播，质点 该时刻向 轴负方向运动，故选项A错误，B正确；
质点 并不随波迁移，故选项C错误；
该时刻质点 与 的速度均为 ，位移方向相反，加速度方向相反，故选项D错误。
8. B
【解析】由图象可知 ，由 点第一次达到正方向最大位移的时刻， 点刚开始振动可知，，解得：，波速 。
依题向左、向右传播的两列波关于 轴对称，对称点步调总是相同，故A错误；
由振动图象可知，波源的起振方向向上，当 点振动第一次达到负向最大位移时，经历的时间 ，对质点 ，有 ，解得：，故 走过的路程 ，故B正确；
横波在 轴上传播时，绳上各质点在 轴方向做简谐运动，不沿 轴方向移动，绳中所有质点沿 轴振动的速度不等，而且速度在作周期性变化，故C错误；
机械波的传播速度由介质来决定， 质点振动加快，不影响波的传播速度，故D错误。
9. B
【解析】本题易错点是忽视了波传播方向的不确定性而带来的多解。由图 ，据题意，由两个时刻的波形得到： 或 解得 ， 由波速公式 ，得 ，。
10. B
【解析】，经过二分之一个周期质点 处于平衡位置，根据波的传播方向可知，质点 的振动方向向上运动，故A错误，B正确；
波速 ，波传播到 点所需的时间 ，则在 时质点 经过平衡位置向下运动，走过的路程 ，故C错误；
波传播到 点所需的时间 ，则在 时波刚传播到质点 处，故D错误。
第二部分
11. ；；沿 轴负方向
【解析】由图可知，该波波长为 ，若波沿 轴正方向传播，传播时间 （），周期 （），当 时， 最大，最大值为 ；若波沿 轴负方向传播，波传播的距离最小值为 ，最小传播速度为 ；若波的传播速度为 ，波在 时间内传播的距离为 ，根据波形平移法得到，波的传播方向是沿 轴正方向，根据“同侧法”可知， 时刻 质点的运动方向为沿 轴负方向。
12. ；；下；增大
【解析】 时， 通过其平衡位置沿 轴正方向运动， 位于其平衡位置上方最大位移处，根据周期 ，由波 可得 ；又知波向右传播，由 、 两质点在 时刻的位置及振动方向可得 ，故波长 ，周期 ；在 时刻，质点 在平衡位置向上振动，故从 到 ，即从 到 ，质点 从波峰运动到平衡位置，即向下运动，且动能逐渐增大。
13. 相反；相同
【解析】，则 ，。当波源 位移为负且向 轴负方向运动时， 质点的位移为负，向上运动， 质点的位移为正，向上运动，即 、 两质点的位移方向相反，速度方向相同。
14. 方向；
第三部分
15. （1） ；
【解析】波的频率 ，
波的频率不变，在海水中的波速 。
（2） ；增加了
【解析】物体由海面向海底运动，每秒通过的路程 ，每秒通过的路程与该声波在海水中的波长之比 ；物体由海面向海底运动，接收到的回声的频率与波源的频率相比，增加了。
16. （1） 向右传播
【解析】该波向右传播。
（2）
【解析】，
。
（3）
【解析】若 ，
则 ，，
。
17. （1）
【解析】 处质点在一个周期内走过的路程 。
（2）
【解析】波在一个周期内传播的距离等于一个波长，则 。
（3） （）
【解析】已知波沿 轴正方向传播，则波速 （）。
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一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 下列关于纵波的说法中，正确的是
A. 在纵波中，波的传播方向就是质点的振动方向
B. 纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向在一条直线上
C. 纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直
D. 纵波也有波峰和波谷
2. 关于机械波，下列说法中正确的是
A. 波的传播过程就是介质中质点的迁移过程
B. 波的传播过程就是振动能量的传递过程
C. 波的传播方向就是质点振动的方向
D. 波的传播速度就是质点振动的速度
3. 如图所示，某个手机充电时打入电话，手机开始振动，频率为 ，发现在插座附近的充电线 位置也在振动，频率为 。则 和 的大小关系以及你判断的依据最合理的是
A. ，机械波的传播规律 B. ，机械波的传播规律
C. ，简谐运动的规律 D. ，简谐运动的规律
4. 图 是一列简谐横波在 时的波形图，已知 位置的质点比 位置的质点晚 起振，则图 所示振动图象对应的质点可能位于
A. B. C. D.
5. 一列简谐横波，在 时刻的波形如图甲所示，图乙为波中质点 的振动图象，则根据甲、乙两图判断不正确的是
A. 此时刻， 质点在平衡位置向下运动
B. 该波的传播速度为
C. 从 时刻起，经过时间 ，质点 通过的路程为
D. 在振动过程中， 、 的位移大小总是相等的
6. 渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在 时的波动图象如图 所示，图 为质点 的振动图象，则
A. 该波的波速为
B. 该波沿 轴负方向传播
C. 时间内，质点 沿 轴运动了
D. 时间内，质点 运动的路程为
7. 一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时，质点 的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是
A. 该横波沿 轴负方向传播
B. 质点 该时刻向 轴负方向运动
C. 质点 经半个周期将沿 轴正方向移动到 点
D. 该时刻质点 与 的速度、加速度都相同
8. 如图 所示，一根水平张紧的弹性长绳上有等间距的 、 、 、 、 质点，相邻两质点间距离为 。 时刻， 质点从平衡位置开始沿 轴正方向振动，并产生分别向左、向右传播的波， 质点振动图象如图 所示，当 点第一次达到正方向最大位移的时刻， 点刚开始振动，则
A. 、 两点距离为半个波长，因此它们的振动步调始终相反
B. 当 点振动第一次达到负向最大位移时， 质点通过的路程是
C. 当波在绳中传播时，绳中所有质点沿 轴移动的速度大小相等且保持不变
D. 若 质点振动加快，波的传播速度变大
9. 一列简谐横波在 时刻的波形如图中的实线所示， 时刻的波形如图中虚线所示。若该波的周期 大于 ，则该波的传播速度可能是
A. B. C. D.
10. 一简谐横波正在沿着 轴的正方向在弹性绳上传播，振源的周期为 ，波的振幅为 ，在 时刻的波形如图所示，则在 时
A. 质点 正处于波谷 B. 质点 正经过平衡位置向上运动
C. 质点 通过的总路程为 D. 质点 正处于波峰
二、填空题（共4小题；共22分）
11. 如图所示，一列简谐横波沿 轴传播，实线为 时的波形图，虚线为 时的波形图。若波沿 轴正方向传播，则其最大周期为 ；若波沿 轴负方向传播，则其传播的最小速度为 ；若波速为 ，则 时刻 质点的运动方向为 （选填“沿 轴正方向”或“沿 轴负方向”）。
12. 在 平面内有一列沿 轴正方向传播的简谐横波，波速为 ，振幅为 。 、 是平衡位置相距 的两个质点，如图所示。在 时， 通过其平衡位置沿 轴正方向运动， 位于其平衡位置上方最大位移处。已知该波的周期大于 。则该波的波长为 ；周期为 ；从 到 ，质点 向 （“上”或“下”）运动，其动能逐渐 （“增大”或“减小”）。
13. 如图所示，平衡位置处于坐标原点的波源 在 轴上振动，产生频率为 的简谐横波向 轴正、负两个方向传播，波速均为 ，平衡位置在 轴上的 、 两个质点随波源振动着， 、 的 坐标分别为 、 。当波源 位移为负且向 轴负方向运动时， 、 两质点的位移方向 ，速度方向 。（均选填“相同”或“相反”）
14. 一简谐横波在 时刻的波形如图中实线所示，质点 正在做减速运动，则波向 传播。若虚线为 时刻的波形图，且周期 ，则波速为 。
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 某物体发出的声音在空气中的波长为 ，波速为 ，在海水中的波长为 。
（1）该波的频率为 ，在海水中的波速为 。
（2）若物体在海面上发出声音后以 的速度由海面向海底运动，则每秒通过的路程与该声波在海水中的波长之比为多少 接收到的回声的频率与波源的频率相比，是增大了还是减小了
16. 如图所示，实线和虚线分别是沿 轴传播的一列简谐横波在 和 时刻的波形图。已知在 时刻， 处的质点向 轴正方向运动。
（1）判断该波的传播方向；
（2）求该波的最小频率；
（3）若 ，求该波的波速。
17. 如图所示，实线是一列沿 轴正方向传播的简谐横波在 时刻的波形曲线，虚线是这列简谐横波在 时刻的波形曲线，求：
（1） 处质点在一个周期内走过的路程 。
（2）波在一个周期内传播的距离 。
（3）波的波速 。
答案
第一部分
1. B
【解析】纵波中质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上，质点的振动方向与波的传播方向可能相同，也可能相反，故B正确，A、C错误；纵波没有波峰和波谷，只有密部和疏部，故D错误。
2. B
【解析】波传播过程中，质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项A错误；
波的传播过程就是振动能量的传递过程，选项B正确；
波的传播方向与质点振动的方向是两个不同的概念，选项C错误；
波的传播速度和质点振动的速度也是两个不同的概念，选项D错误。
3. B
【解析】手机是振源，振动沿着充电线向外传播形成机械波，机械波的频率等于振源的频率，故B正确，A、C、D错误。故选B。
4. C
【解析】 、 两位置的质点相距半个波长，且 位置的质点比 位置的质点晚 起振，说明波沿 轴正向传播且周期为 。由题图 可知 即 时，该质点位移为正并向下运动，故由题图 可判断出该质点可能位于 或 ，故只有C正确。
5. A
【解析】根据图乙可知， 时刻质点 在平衡位置向下运动，根据平移法可知，波向 轴负方向传播， 质点在平衡位置向上运动，A错误；该波的周期 ，波长 ，波速 ，B正确；从 时刻起，经过时间 ，即经过 ，质点 通过的路程为 ，C正确；因为 、 两质点的平衡位置相距半个波长，所以振动过程中两质点的位移大小总是相等的，D正确。
6. D
【解析】质点 的振动周期等于波的传播周期，则 ，故A错误。由 的振动图象可知， 时质点 正在向 轴正方向运动，根据“带动法”分析可知，该波沿 轴正方向传播，故B错误。质点 只能在其平衡位置上下振动，不会随波的传播而迁移，故C错误。质点 在 内运动的路程 ，故D正确。
7. B
【解析】质点 该时刻从平衡位置向 轴正方向运动，则该横波沿 轴正方向传播，质点 该时刻向 轴负方向运动，故选项A错误，B正确；
质点 并不随波迁移，故选项C错误；
该时刻质点 与 的速度均为 ，位移方向相反，加速度方向相反，故选项D错误。
8. B
【解析】由图象可知 ，由 点第一次达到正方向最大位移的时刻， 点刚开始振动可知，，解得：，波速 。
依题向左、向右传播的两列波关于 轴对称，对称点步调总是相同，故A错误；
由振动图象可知，波源的起振方向向上，当 点振动第一次达到负向最大位移时，经历的时间 ，对质点 ，有 ，解得：，故 走过的路程 ，故B正确；
横波在 轴上传播时，绳上各质点在 轴方向做简谐运动，不沿 轴方向移动，绳中所有质点沿 轴振动的速度不等，而且速度在作周期性变化，故C错误；
机械波的传播速度由介质来决定， 质点振动加快，不影响波的传播速度，故D错误。
9. B
【解析】本题易错点是忽视了波传播方向的不确定性而带来的多解。由图 ，据题意，由两个时刻的波形得到： 或 解得 ， 由波速公式 ，得 ，。
10. B
【解析】，经过二分之一个周期质点 处于平衡位置，根据波的传播方向可知，质点 的振动方向向上运动，故A错误，B正确；
波速 ，波传播到 点所需的时间 ，则在 时质点 经过平衡位置向下运动，走过的路程 ，故C错误；
波传播到 点所需的时间 ，则在 时波刚传播到质点 处，故D错误。
第二部分
11. ；；沿 轴负方向
【解析】由图可知，该波波长为 ，若波沿 轴正方向传播，传播时间 （），周期 （），当 时， 最大，最大值为 ；若波沿 轴负方向传播，波传播的距离最小值为 ，最小传播速度为 ；若波的传播速度为 ，波在 时间内传播的距离为 ，根据波形平移法得到，波的传播方向是沿 轴正方向，根据“同侧法”可知， 时刻 质点的运动方向为沿 轴负方向。
12. ；；下；增大
【解析】 时， 通过其平衡位置沿 轴正方向运动， 位于其平衡位置上方最大位移处，根据周期 ，由波 可得 ；又知波向右传播，由 、 两质点在 时刻的位置及振动方向可得 ，故波长 ，周期 ；在 时刻，质点 在平衡位置向上振动，故从 到 ，即从 到 ，质点 从波峰运动到平衡位置，即向下运动，且动能逐渐增大。
13. 相反；相同
【解析】，则 ，。当波源 位移为负且向 轴负方向运动时， 质点的位移为负，向上运动， 质点的位移为正，向上运动，即 、 两质点的位移方向相反，速度方向相同。
14. 方向；
第三部分
15. （1） ；
【解析】波的频率 ，
波的频率不变，在海水中的波速 。
（2） ；增加了
【解析】物体由海面向海底运动，每秒通过的路程 ，每秒通过的路程与该声波在海水中的波长之比 ；物体由海面向海底运动，接收到的回声的频率与波源的频率相比，增加了。
16. （1） 向右传播
【解析】该波向右传播。
（2）
【解析】，
。
（3）
【解析】若 ，
则 ，，
。
17. （1）
【解析】 处质点在一个周期内走过的路程 。
（2）
【解析】波在一个周期内传播的距离等于一个波长，则 。
（3） （）
【解析】已知波沿 轴正方向传播，则波速 （）。
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